土壌圧縮

地盤工学において、土壌の圧縮とは、土壌に加わる応力によって土壌粒子間の間隙から空気が押し出され、土壌が密になる過程を指します。土壌粒子間の間隙から水（またはその他の液体）が押し出されて密になるような応力が加わった場合は、圧縮ではなく圧密が起こったことになります。通常、圧縮は重機による土壌の圧縮によって生じますが、例えば動物の足跡が土壌を通過することによっても発生することがあります。

土壌科学や農学では、土壌の圧縮は通常、工学的圧縮と圧密の両方の組み合わせであり、土壌中の水分不足によって発生する可能性があり、加えられる応力は水の蒸発による内部吸引^{[ 1 ]}、および動物の足の通過によるものです。影響を受けた土壌は降雨を吸収する能力が低下し、流出と侵食が増加します。圧縮された土壌では、鉱物粒子が押しつぶされて根の成長に不可欠な空気と水のための空間がほとんど残らないため、植物は困難になります。穴を掘る動物も、密度の高い土壌は侵入しにくいため、敵対的な環境だと感じます。この種の圧縮から土壌が回復する能力は、気候、鉱物組成、および動物相に依存します。バーティソルなどの収縮膨張能力の高い土壌は、水分条件が変動する場合（乾燥期は土壌を収縮させ、ひび割れを引き起こします）には圧縮から迅速に回復します。しかし、カオリナイトのような粘土は乾燥してもひび割れないため、ミミズなどの地中に生息する動物がいなければ、圧縮状態から自然に回復することはできない。セシル土壌系列はその一例である。

土壌を現場で締め固める前に、その工学的特性を決定するためにいくつかの室内試験が必要です。さまざまな特性の中でも、最大乾燥密度と最適含水率は重要であり、現場で締め固めるために必要な密度を規定します。^{[ 2 ]}

土壌の圧縮は建設工程において不可欠な部分です。建物の基礎、道路、歩道、土留め構造物など、構造物の支持に使用されます。特定の土壌タイプの場合、特定の状況で適切に機能するためには、特定の特性が望ましいか望ましくないかを判断する必要があります。一般的に、事前に選定された土壌は、十分な強度を持ち、将来の沈下が顕著にならないように比較的圧縮されにくく、含水率やその他の要因の変化による体積変化に対して安定しており、耐久性があり、劣化に対して安全であり、適切な透水性を備えている必要があります。^{[ 3 ]}

埋め立てや埋め戻しを行う場合、土は層状に積み上げられ、これをリフトと呼びます。最初の埋め戻し層が適切に締め固められるかどうかは、覆われる自然材料の状態によって決まります。不適切な材料がそのまま残され埋め戻された場合、埋め戻し土の重みで長期間にわたって圧縮され、埋め戻し土や埋め戻し土で支えられている構造物に沈下によるひび割れが生じる可能性があります。^{[ 4 ]} 自然土が最初の埋め戻し層を支えられるかどうかを判断するために、そのエリアをプルーフローリングすることができます。プルーフローリングとは、重機を使って埋め戻し現場を転がし、たわみが現れるのを観察することです。これらのエリアは、轍、ポンピング、または地盤の織り込みの発生によって示されます。^{[ 5 ]}

適切な土壌締固めを確実にするため、プロジェクト仕様書には、達成すべき土壌密度または締固め度合いが明記されます。これらの仕様は通常、地盤工学技術者が地盤工学報告書の中で推奨するものです。

土壌の種類、つまり粒度分布、土壌粒子の形状、土壌固形物の比重、存在する粘土鉱物の量と種類は、最大乾燥単位重量と最適含水率に大きな影響を与えます。^{[ 6 ]} また、特定の状況で材料をどのように圧縮すべきかにも大きな影響を与えます。圧縮は重機を使用して行われます。砂や砂利では、通常、機器が振動して土壌粒子を再配向させ、より密な配置にします。シルトや粘土では、シープフットローラーがよく使用され、激しいせん断の小さなゾーンを作り、土壌から空気を押し出します。

適切な締固めの判定は、土壌の現場密度を測定し、それを実験室試験で決定された最大密度と比較することによって行われます。最も一般的に使用される実験室試験はプロクター締固め試験と呼ばれ、最大密度を得るには2つの異なる方法があります。それらは標準プロクター試験と修正プロクター試験であり、修正プロクター試験の方がより一般的に使用されています。小規模ダムの場合、標準プロクター試験が依然として基準となる場合があります。^{[ 5 ]}

構造物や舗装路の下の土壌は締め固める必要があるが、造園予定地は建設後に土壌をほぐして、植栽が成長できるようにすることが重要である。

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